A位稀土离子La3+掺杂BNBST弛豫铁电陶瓷的储能特性增强研究

作者：邓伟; 李昊; 李志鹏; 沈宗洋; 骆雯琴; 宋福生

来源：中国陶瓷, 2023, 59(09): 20-27.

DOI：10.16521/j.cnki.issn.1001-9642.2023.09.003

• 储能陶瓷
• 钛酸铋钠
• 钛酸锶钡
• 弛豫铁电
• 稀土掺杂

在A位稀土离子La3+掺杂BNBST中设计Sr2+空位进行电荷补偿，采用传统固相法制备了Bi0.3Na0.3Ba0.12Sr0.28-1.5x□0.5xLaxTiO3陶瓷(缩写为BNBSLxT,x=0、0.01、0.03、0.05、0.07)，研究了不同La3+离子掺杂量对陶瓷相结构、微观结构、介电性能及储能特性的影响。结果表明：所有陶瓷均为单一钙钛矿结构，La3+掺杂可细化晶粒。随着La3+掺杂量增加，陶瓷的剩余极化值大幅度降低，电滞回线从“宽胖型”转变为“细长型”，显著增强了储能特性。BNBSL0.05T陶瓷具有高介电常数εr(>2000@1 kHz)和低介电损耗tanδ(<10-2@1kHz)，在95 kV/cm电场下的储能密度和效率分别为Wrec=1.56 J/cm3和η=85.88%，同时具有良好的温度、频率和循环稳定性，可作为低电场下高储能密度脉冲功率陶瓷电容器的候选材料。

• 单位
  景德镇陶瓷大学